一种运算放大器失调电压调控电路及方法技术

本发明专利技术公开一种运算放大器失调电压调控电路及方法，设置两个不同温度特性的可调电流源，在两个不同的温度条件下进行预修调及测试，通过运算得到将该两个温度条件下失调电压均能修正到接近0的修调控制字。此种技术方案能够有效实现失调电压温漂系数的校正，减小温度变化对运放失调电压的影响，提高放大器的精度，进而提高电子系统测量结果的准确性。进而提高电子系统测量结果的准确性。进而提高电子系统测量结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种运算放大器失调电压调控电路及方法


[0001]本专利技术属于电子电路
，特别涉及一种运算放大器失调电压调控电路及调控方法。

技术介绍

[0002]运算放大器是电子电路中的常用元器件，其在工作过程中存在着失调电压随温度漂移（以下简称“温漂”）的现象，该现象会对电子系统在不同环境温度条件下的精度特性造成影响，从而影响测量结果的准确性。
[0003]图1所示是一种通用的运算放大器电路结构，包括输入对管及尾电流、负载电路和共源放大电路，当存在输入失调电压时，在电路内部的电流通路上表现为流经输入对管PM1和PM2的电流大小及NM1和NM2的电流大小不再相等。现有的失调电压调控方法是在输入对管及尾电流和负载电路之间并联一个可调电流源A和两个开关S0、S1，额外提供一个电流至运算放大器的电流通路，进行补偿，使流经NM1和NM2的电流大小相等。当PM1和PM2之间存在失配的情况时，会导致运算放大器存在一个正的失调电压，那么当运算放大器正常工作时，流经PM1的电流总比流经PM2的电流大一些，那么流至NM1和NM2的大小不再相等，此时打开开关S0，通过可调电流源A提供一个电流去抵消流至NM1和NM2的电流差。如此一来便可抵消掉由于PM1和PM2之间的失配而导致的失调电压，实现失调电压的调控。
[0004]然而需要注意的是，现有的失调电压调控是在一个确定的温度下进行的，这时可以将该温度点下的失调电压调整到接近于0，但是由于器件的特性，以及尾电流源I0和可调电流源A都存在温度漂移特性，所以当温度发生变化以后，失调电压便会发生较大的偏移，该现象会对电子系统在不同环境温度条件下的精度特性造成影响，有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的，在于提供一种运算放大器失调电压调控电路及方法，能够有效实现失调电压温漂系数的校正，减小温度变化对运放失调电压的影响，提高放大器的精度，进而提高电子系统测量结果的准确性。
[0006]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种运算放大器失调电压调控电路，所述运算放大器包括PMOS输入对管及尾电流，具体包括第一PMOS管、第二PMOS管和第一尾电流源，第一PMOS管的栅极连接正向输入端INP，第二PMOS管的栅极连接反相输入端INN；第一PMOS管的源极与第二PMOS管的源极均连接至第一尾电流源的输出端，所述第一尾电流源的输入端连接电源；包括第一可调电流源、第二可调电流源和第一
‑
第四开关，其中，第一可调电流源的一端与第二可调电流源的一端均连接至电源，第一可调电流源的另一端分别连接第一开关的一端和第二开关的一端，第一开关的另一端和第二开关的另一端分别连接第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极；第二可调电流源的另一端分别连接第三开关的一端和第四开关的一端，第三开关的另一端和第四开关的另一端分别连接第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极；所述第一可调电流源
与第二可调电流源的温度特性不同。
[0007]如前所述的一种运算放大器失调电压调控电路的调控方法，包括如下步骤：步骤A1，在温度T1条件下，分别测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
10
、第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
11
和第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
12
；步骤A2，在温度T2条件下，分别测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
20
、第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
21
和第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
22
；其中，T1≠T2；步骤A3，计算下式LSB
A1
=（V
11
‑
V
10
）/Q, LSB
B1
=（V
12
‑
V
10
）/QLSB
A2
=（V
21
‑
V
20
）/Q, LSB
B2
=（V
22
‑
V
20
）/Q其中，LSB
A1
为温度T1条件下第一可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
B1
为温度T1条件下第二可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
A2
为温度T2条件下第一可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
B2
为温度T2条件下第二可调电流源的最小修调位可修调范围；Q为定值；则联立以下方程求解控制字：M*LSB
A1
+N* LSB
B1
= V
10
M*LSB
A2
+N* LSB
B2
= V
20
其中，M为第一可调电流源的修调控制字，N为第二可调电流源的修调控制字。
[0008]上述温度T1设为0℃，温度T2设为70℃。
[0009]上述步骤A1中，测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
10
时，同时控制第一至第四开关断开；所述步骤A2中，测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
20
时，同时控制第一至第四开关断开；所述步骤A1和步骤A2中，测试第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压时，控制第一开关闭合，控制第二开关、第三开关、第四开关断开，并使第一可调电流源工作于MSB预修调模式；所述步骤A1和步骤A2中，测试第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压时，控制第三开关闭合，控制第一开关、第二开关、第四开关断开，并使第二可调电流源工作于MSB预修调模式。
[0010]一种运算放大器失调电压调控电路，所述运算放大器包括NMOS输入对管及尾电流，具体包括第一NMOS管、第二NMOS管和第二尾电流源，第一NMOS管的栅极连接反相输入端INN，第二NMOS管的栅极连接正向输入端INP；第一NMOS管的源极与第二NMOS管的源极均连接至第二尾电流源的输入端，所述第二尾电流源的输出端接地；包括第三可调电流源、第四可调电流源和第五
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第八开关，其中，第三可调电流源的一端与第四可调电流源的一端均接地，第三可调电流源的另一端分别连接第五开关的一端和第六开关的一端，第五开关的另一端和第六开关的另一端分别连接第一NMOS管的漏极和第二NMOS管的漏极；第四可调电流源的另一端分别连接第七开关的一端和第八开关的一端，第七开关的另一端和第八开关的另一端分别连接第一NMOS管的漏极和第二NMOS管的漏极；所述第三可调电流源与第四可调
电流源的温度特性不同。
[0011]如前所述的一种运算放大器失调电压调控电路的调控方法，包括如下步骤：步骤B1，在温度T3条件下，分别测试第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运算放大器失调电压调控电路，所述运算放大器包括PMOS输入对管及尾电流，具体包括第一PMOS管、第二PMOS管和第一尾电流源，第一PMOS管的栅极连接正向输入端INP，第二PMOS管的栅极连接反相输入端INN；第一PMOS管的源极与第二PMOS管的源极均连接至第一尾电流源的输出端，所述第一尾电流源的输入端连接电源；其特征在于：包括第一可调电流源、第二可调电流源和第一
‑
第四开关，其中，第一可调电流源的一端与第二可调电流源的一端均连接至电源，第一可调电流源的另一端分别连接第一开关的一端和第二开关的一端，第一开关的另一端和第二开关的另一端分别连接第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极；第二可调电流源的另一端分别连接第三开关的一端和第四开关的一端，第三开关的另一端和第四开关的另一端分别连接第一PMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极；所述第一可调电流源与第二可调电流源的温度特性不同。2.如权利要求1所述的一种运算放大器失调电压调控电路的调控方法，其特征在于包括如下步骤：步骤A1，在温度T1条件下，分别测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
10
、第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
11
和第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
12
；步骤A2，在温度T2条件下，分别测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
20
、第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
21
和第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压V
22
；其中，T1≠T2；步骤A3，计算下式LSB
A1
=（V
11
‑
V
10
）/Q, LSB
B1
=（V
12
‑
V
10
）/QLSB
A2
=（V
21
‑
V
20
）/Q, LSB
B2
=（V
22
‑
V
20
）/Q其中，LSB
A1
为温度T1条件下第一可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
B1
为温度T1条件下第二可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
A2
为温度T2条件下第一可调电流源的最小修调位可修调范围，LSB
B2
为温度T2条件下第二可调电流源的最小修调位可修调范围；Q为定值；则联立以下方程求解控制字：M*LSB
A1
+N* LSB
B1
= V
10
M*LSB
A2
+N* LSB
B2
= V
20
其中，M为第一可调电流源的修调控制字，N为第二可调电流源的修调控制字。3.如权利要求2所述的调控方法，其特征在于：所述温度T1设为0℃，温度T2设为70℃。4.如权利要求2所述的调控方法，其特征在于：所述步骤A1中，测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
10
时，同时控制第一至第四开关断开；所述步骤A2中，测试第一可调电流源与第二可调电流源未工作时运算放大器的失调电压V
20
时，同时控制第一至第四开关断开；所述步骤A1和步骤A2中，测试第一可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压时，控制第一开关闭合，控制第二开关、第三开关、第四开关断开，并使第一可调电流源工作于MSB预修调模式；所述步骤A1和步骤A2中，测试第二可调电流源MSB预修调模式下运算放大器的失调电压时，控制第三开关闭合，控制第一开关、第二开关、第四开关断开，并使第二可调电流源工
作于MSB预修调模式。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李肖飞，漆星宇，张明，
申请(专利权)人：江苏润石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：